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对流尺度城市气候模拟方案评估

动力降尺度、区域气候模拟

适应和应对气候变化是国家重大发展战略。气候变化导致极端天气气候事件变得更为频繁，影响更为严重。城市是气候变化影响的高风险区。基于区域气候模式动力降尺度，是获取未来城市区域高分辨率气候变化信息的重要手段。4km及以下尺度的对流尺度模拟能够解析一些次网格尺度过程以及更加准确、精细地刻画复杂地形及土地利用类型等下边界影响，被认为能够较大程度地提高区域气候模拟性能。然而，其模拟效果受区域气候位置、模拟范围、物理参数化方案等方案设置影响很大，针对目标区域进行对流尺度模拟方案的优化和评估，这对提升区域气候模拟可信度有重要意义。本研究基于耦合城市冠层方案的区域气候模式WRF-UCM，通过开展多组初始化方案设置试验，评估适用于中国区域的动力降尺度模拟方案，并进一步评估对流尺度模拟增量。研究发现，使用YSU 边界层方案和Thompson 微物理方案组合和谱逼近方案（边界场之上开启Nudging，张弛系数0.0003）的区域气候模拟效果较好。并评估得到对流尺度模拟在城市热岛形态、极端降水强度、降水日变化等方面显著优于气候模式（ERA5）结果，奠定了未来高分辨率城市气候变化预估的科学性和可信性，有较好的应用前景。